KVITSØY KOMMUNE VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY ADRESSE COWI A/S Parallelvej 2 2800 Kongens Lyngby TLF +45 56 40 00 00 FAX +45 56 40 99 99 WWW cowi.dk INDHOLD 1 Introduktion 2 2 Designskib 2 3 Vandstand i området 3 4 Strøm i området. 3 5 Bølger i området. 4 6 Vind i området. 4 7 Nødvendigt vanddybde for anløbne skibe 4 8 Nødvendig bredde af sejlrende til havnen 6 9 Havneplacering 9 10 Havneudformning 9 10.1 Diameter af svajebassin 9 10.2 Kajlængde 10 10.3 Planskitse af havne 10 11 Referenceliste 13 PROJEKTNR. A016140-018 DOKUMENTNR. PFSM00003 VERSION 1.1 UDGIVELSESDATO 27. April 2015 UDARBEJDET PFSM KONTROLLERET JJU GODKENDT JOFI
2/20 VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY 1 Introduktion I forbindelse med planlagt udførelse af tunnel for E39 Rogfast skal en del af stenmaterialet bruges til at lave en opfyldning og etablering af et nyt landområde nord for Krågøy i Kvitsøy kommune. I forbindelse med optegning af en principplan for udformningen af det nye landskab skal det vurderes, om der kan etableres en ny mindre havn på den nordlige del af opfyldningen. Dette notat beskriver en mulig havneplacering, havneudformning og tilhørende arealkrav. 2 Designskib Kvitsøy Kommune har tidligere beskrevet, at en havn skal kunne anløbes af skibe til servicering af lokalområdet og fragt af diverse gods for lokalindustrien, for eksempel til fiskeopdræt, turisme og arbejdshavn for entreprenør, dvs. en kombination af færge og ro-ro cargo skib. Området omkring Krågøy er meget udsat for vind, bølger mv. og der er dybt vand. I forbindelse med udarbejdelsen af dette notat er skibe, der besejler tilsvarende danske og norske øer, blevet sammenlignet. På den baggrund er der foreslået en skibstørrelse med længde på 50-100 m, bredde på ca. 15 m og dybgang på 5-6 m. Eksempler på skibe i denne størrelsesoden er vist i Bilag A. For det videre arbejde er der set på to designskibe med følgende størrelser: Designskib A: Længde (Loa): 100m, Bredde (B): 15m Dybgang (D, fuldt lastet): 5 m Designskib B: Længde (Loa): 65m, Bredde (B): 14m Dybgang (D, fuldt lastet): 5 m
VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY 3/20 3 Vandstand i området Det antages, at vandstandsforhold gældende for Stavanger også gælder for området ved Krågøy, se Figur 1. Det fremgår, at tidevandsvariationen er relativ lille med en forskel mellem højvande (HAT) og lavvande (LAT) på 91 cm. Forskellen mellem middelvandstand (MSL) og lavvande (LAT) er 45 cm. Yderligere bemærkes, at middelvandstand (MSL) er i kote +0,65 i forhold til søkortsnul. Figur 1. Vandstandsforhold gældende for Stavanger 4 Strøm i området. For lokaliteten Fjøløy, der ligger nord for Kvitsøy, er der på baggrund af målinger opstillet strømroser, se Figur 2. Det fremgår at maksimal strøm er ca. 0,6 m/s og løber i nordlige og sydlige retninger. Middelstrøm er ca. 0,3 m/s.
4/20 VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY Strømforholdene i det aktuelle område vil være lidt anderledes, idet området ligger i læ af Krossøy og Hestholmen nord for Krossøy. Strømforholdene vurderes ikke at være kritisk for besejling af og fortøjning i den nye havn. Figur 2. Strømroser for lokaliteten Fjøløy, nord for Kvitsøy 5 Bølger i området. Vindforholdene i området er domineret af vindretninger fra nordvest og sydvest, som giver store bølger fra Nordsøen fra disse retninger. Men der kan også forekomme vind fra nordøst og dette kan give ret store bølger ved Krågøy. I forbindelse med færgehavnen ved Mekjarvik har der tidligere været problemer med lange bølger, der ikke direkte er relateret til vind genererede bølger. Da Krågøy ligger mindre beskyttet end Mekjarvik vurderes det, at denne type bølger også vil forekomme ved Krågøy og skal tages i betragtning ved design af havnen. Der vil blive foretaget en mere detaljeret vurdering af bølgeforholdene og denne vil blive rapporteret separat. 6 Vind i området. Der vil i forbindelse med den mere detaljerede vurdering af bølgeforholdene også blive foretaget en vurdering af vindforholdene 7 Nødvendigt vanddybde for anløbne skibe Minimum vanddybder for skibe i sejlrenden og ved kajen er baseret på anbefalinger i Port Handbook (Ref. /2/) og afhænger af en række faktorer som anført i Figur 3.
VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY 5/20 Figur 3. Faktorer af betydning for nødvendig vanddybde (Ref. /2/). Vurdering af faktorerne fremgår af Tabel 1. Faktor Ved kaj I sejlrende Bemærkninger Dybgang 5m 5 m Som designskib LAT -0,20-0,20 I forhold til søkortsnul Bølger 0,2 m (antager Hs=0,5m) 1,0 m (antager Hs=1,5 m) Skibsbevægelse op til 2/3 x Hs iht. Ref. /2/ Squat, trim, atm. tryk 0 0,5 m (anslået) Se bemærkning (1) vedr. squat nedenfor. Afstand under køl 1 m (klippe) 1 m (klippe) Iht. ref. /2/. (= 0,5m for tilfælde hvor havbund består af sand) Usikkerhed ved pejling, sedimentaflejringer, uddybnings/oprensning tolerance Sum, i forhold til søkortsnul (- 0,65m ifht. MSL) 0,3 (anslået) 6,3 m (6,95m MSL) 0,3 (anslået) 7,6 m (8,25m MSL) Tabel 1. Faktorer for bestemmelse af nødvendig vanddybde.
6/20 VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY (1). Størrelsen af squat afhænger af skibshastighed, vanddybde mv. Ref. /1/ angiver bl.a., at hvis skibet ikke er på relativt lavt vand, så er virkningen af squat normalt ubetydelig, og anfører at for et forhold mellem vanddybde og skibets dybgang h/d større end 1,5, så er påvirkningen fra squat minimal. Det fremgår, at ved anvendelse af ref. /2/ s anbefalinger bør vanddybden ved kaj og i sejlrenden være mindst hhv. 6,3 m og 7,6 m i forhold til søkortsnul. I henhold til generelle anbefalinger i Ref. /2/ skal forholdet mellem vanddybde (h) og dybgang (D) være: h/d > 1,1 i beskyttet farvand (i læ af moler) h/d > 1,3 i bølger op til 1 m h/d > 1,5 i høje bølge fra uhensigtsmæssige retninger For den anbefalede vanddybde er h/d=1,26 for skib ved kaj og h/d=1,52 for skib i sejlrende. De generelle anbefalinger i Ref. /2/ er således overholdt. De anbefalede vanddybder skal verificeres og optimeres i forbindelse med besejlingssimuleringer i en senere fase af projektet. 8 Nødvendig bredde af sejlrende til havnen Den anbefalede nødvendige bredde af sejlrenden ind til havnen er baseret på PIANC guidelines, Ref. /1/. Den anbefalede bredde, W, af en retlinet sejlrende for envejs trafik, som vist på Figur 4, afhænger af en række forhold relateret til vind, bølger, strøm, vanddybde, gods, mv. Sejlrende bredde W Figur 4. Definition af sejlrendebredde
VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY 7/20 W kan opskrives som en sum af en række bidrag: W = W BM + W i + W BR + W BG De enkelte bidrag er beskrevet i Tabel 2. Det fremgår, at den nødvendige bredde for et designskib A eller B vurderes til ca. 60 m. Faktor Nødvendig bredde Bemærkninger WBM 1.5 B Grundlæggende manøvreringsbredde Baseret på: Moderat skibs manøvreevne Wa 0.0 B Hensyntagen til skibshastighed Baseret på: Moderat skibs hastighed, 8 Vs 12 kts (i relation til vandet) Wb 0.4 B Hensyntagen til fremherskende sidevind 0.2 B Baseret på: Moderat vindhastighed,15 kts Vw < 33 kts (Beaufort 4 - Beaufort 7) Moderat skibshastighed Tillæg på 0,2 B for ro-ro skibe jf. Ref. /1/ Wc 0.2 B Hensyntagen til fremherskende sidestrøm Baseret på: Lille strømhastighed 0,2 kts Vc < 0,5 kt Moderat skibshastighed Beskyttet farvand, hvor skib er i læ af Krossøy og af Hestholmen nord for Krossøy, hvor afstanden er mindst. Wd 0.1 B Hensyntagen til fremherskende strøm parallel med sejlrenden Baseret på: Moderat strømhastighed, 1,5 kts Vc < 3 kts Moderat skibshastighed We 0.0 B Hensyntagen til bølger fra siden Baseret på: Hs < 1 m
8/20 VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY Beskyttet farvand, hvor skib er i læ af Krossøy og af Hestholmen nord for Krossøy, hvor afstanden er mindst. Wf 0.2 B Hensyntagen til navigationshjælpemidler Baseret på: Gode navigationshjælpemidler dvs. - Forbundne tændte bøjer med radarreflektorer - Oplyste leading lines hvor der er mulighed for at bruge - lodser - satellitnavigationssystem positioneringssystemer (DGPS) Wg 0.0 B Hensyntagen til type af havbund Baseret på: Ingen effekt, da vanddybden er større end 1,5 x dybgang af skib Wh 0.0 B Hensyntagen til dybde af sejlrenden Baseret på: Vanddybden er større end 1,5 x dybgang af skib Wi 0.0 B Hensyntagen til godstypen Baseret på: Farlig og mindre farlig gods. (I tilfælde af høj risiko gods, som LNG, LPG og nogle typer kemikalier, kræves der ekstra bredde) WBR 1.0 B Ekstra bredde ifht. type og hældning af sejlrendekant, (til bagbordsside, =Red) Baseret på: Stejlt og hårdt struktur Moderat skibshastighed WBG 0.5 B Ekstra bredde ifht. type og hældning af sejlrendekant, (til styrbordsside, =Green) Baseret på: skrånende sejlrende kant (større stejlhed end 1:10) Moderat skibshastighed Sum 4.1 B = 61,5 m For et skibsbredde B=15 m af designskib A 57,4 m For et skibsbredde B=14 m af designskib B Tabel 2. Faktorer til vurdering af nødvendig sejlrende bredde.
VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY 9/20 De anbefalede bredde af sejlrenden skal verificeres og optimeres i forbindelse med besejlingssimuleringer i en senere fase af projektet. 9 Havneplacering Med et krav til nødvendig vandybde i sejlrenden på min. 7,6 m og til nødvendig sejlrendebredde på ca. 60 m, så er det vurderet hvor havnen kan placeres. Havnen kan med fordel placeres på sydvestsiden af den nordlige opfyldning, som vist på Figur 5. Mindstebredde af sejlrende, hvor vanddybden er større end 7,5 m er vist med rødt og opfylder næsten kravet om mindsteafstanden på 60 m. I farvandet mellem opfyldningen og Hestholmen er afstanden dog kun ca. 55 m og ved den endelige udformning af opfyldningen skal det derfor sikres, at der etableres den nødvendige sejlrendebredde på 60 m. Under forudsætning af at opfyldningen udformes, så der sikres en minimum sejlrendebredde på 60 m (mellem konturlinjerne for 7,5 m vandybde) forventes det at et skib med bredde 14-15 m vil kunne anløbe havnen. Figur 5. Placering af havn på sydvestsiden af den nordlige opfyldning ved Krossøy. Blå linje angiver kote -7,5. Med rødt er angivet mindsteafstande med vandybde >7,5 m. 10 Havneudformning 10.1 Diameter af svajebassin Ifølge Ref. /2/ behøver et skib med konventionelle skruer og bow
10/20 VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY thrusters et svajebassin med en diameter på 1,5 x L for at kunne dreje (svaje) sikkert. På denne baggrund For designskib A med længde 100m kræves et svajebassin på 150 m. For designskib B med længde 65m kræves et svajebassin på 100m (98 m). Såfremt der ikke anvendes bow thruster skal svajebassinet være større. Der kan evt. anvendes slæbebåde for at reducere svajebassinet. Er skibene udstyret med azipods kan svajebassinet også reduceres. 10.2 Kajlængde Det antages, at der kun kan fortøjes et designskib af gangen, da pladsforholdene omkring opfyldningen er begrænset. Ref. /2/ anbefaler, at længden af kajen skal være ca. 1,5 x skibslængden, når der skal uddybes foran kajen og når skibet skal ligge til uden hjælp fra slæbebåde. På denne baggrund For designskib A med længde 100m kræves en kajlængde på ca. 150 m. For designskib B med længde 65m kræves en kajlængde på ca. 100 m. Det antages en ro-ro rampe med en længde på ca. 15m kan placeres i den ene ende af kajen. Såfremt der skal kunne ligge to designskibe ved siden af hinanden, så anbefaler Ref./2/, at afstanden mellem to fortøjede skibe min. er 0,2 x L max (L max er længden af det længste skib), når havnen er udsat for kraftige vind. På denne baggrund med to skibe fortøjet samtidigt og med en ro-ro rampe med l=15m placeret i hver sin ende af kajen For designskib A med længde 100m kræves en kajlængde på ca. 250 m. For designskib B med længde 65m kræves en kajlængde på ca. 175 m. Opfyldningen vil ikke give tilstrækkelig plads til, at der kan fortøjes mere end et skib af gangen. 10.3 Planskitse af havne De nødvendige pladsforhold mht. fornuftige besejlingsforhold er beskrevet ovenfor. Det skal sikres, at bølgeuroen i havnen og specielt ved kajen er tilstrækkelig lav, så der ikke opleves problemer i forbindelse med lastning og losning.
VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY 11/20 I Figur 6 er vist et skitseforslag til en havneudformning for designskib B på lokaliteten sydvest på den nordlige opfyldning. Havnen er overordnet placeret i et område med relativt voldsomme bølgeforhold. Men med en placering på sydvest siden af opfyldningen i læ af Krossøy, i læ af den nye opfyldning og i læ af Hestholmen nord for Krossøy, vurderes det, at der overvejende vil være rolige bølgeforhold inde i havnen og i svajebassinet. Den ca. 50 m brede åbning mellem Krossøy og Hestholmen nord for Krossøy kan give anledning til en vis bølgeuro i havnen ved vind og store bølger fra nordvest. Det foreslås, at havnen etableres som en del af opfyldningen, hvor en del af opfyldningen placeres vest for havnen for at beskytte kajen mod bølger fra vestlige retninger. Det vurderes at opfyldningen skal strække sig 25-50m ud fra kajen for at beskytte denne tilstrækkelig. Alternativt kan Havnen beskyttes af en mole med en tilsvarende længde. Detaljerede numeriske modelleringer af bølgernes passage fra dybt vand og frem til kajen skal udføres for at vise om indbygning i opfyldningen eller en mole er nødvendig for at sikre tilstrækkelige rolige bølgeforhold i havnen. Bagved kajen foreslås der etableret en ca. 20 m bred kajgade med fast belægning, hvor mobilkraner og tung trafik kan operere. Et bagareal på 10.000 m² er vurderet tilstrækkeligt på baggrund af erfaring fra lignende havne. Bagarealet bør etableres med grusbelægning eller asfalt. Efter behov bør der placeres et antal bygninger til pakhuse, administration, billettering og lignende. 25-50 m Svajebasin D=100m Figur 6. Skitseforslag til en havneudformning på lokaliteten sydvest på den nordlige opfyldning.
12/20 VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY På Figur 7 er vist et meget ambitiøst projektforslag, hvor der er plads til to designskibe A, med større bagland og med en mole for at sikre tilstrækkelige bølgeforhold ved kajen samt i svajebassinnet. Det vurderes dog, at dette forslag ikke vil kunne etableres, idet opfyldningen ikke giver tilstrækkelig plads. Figur 7. Alternativ skitseforslag til en havneudformning på lokaliteten sydvest på den nordlige opfyldning.
VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY 13/20 11 Referenceliste /1/ Harbour Approach Channels Design Guidelines, PIANC report no. 121, 2014 /2/ Carl A. Thoresen, Port Designer's Handbook: Recommendations and Guidelines, London, UK. Thomas Telford Publishing, ISBN: 0 7277 3228 5, 2003.
14/20 VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY Bilag A. Eksempler på skibe i samme størrelse som designskibet Figur A.1. Fjordveien (færge): L=86 m, B=14 m og D=4,8
VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY 15/20 Figur 2. Figur A.2. Elektron (ro-ro skib): L=87, B=18m D=4,8 m
16/20 VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY Figur A.3. Clare (cargo skib) L=115m, B=17m, D=5,3m
VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY 17/20 Figur A.4. Parida (cargo skib) L=101m, B=18m, D=6,9m
18/20 VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY Eksempler på skibe med længde 60-80 m i Norsk farvand den 03.07.2014 kl 8.50.
VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY 19/20
20/20 VURDERING AF PLACERING OG UDFORMNING AF HAVN VED KRÅGØY